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数学建模理念下的高校概率论与数理统计课程教学创新对策研究

2022-01-17王晓燕

安家(校外教育) 2022年13期
关键词:高校数学概率论与数理统计数学建模

摘要:概率论与数理统计是大学数学基础课程之一,在整个学科教学中占据重要地位。但该课程所涉及到的理论知识抽象复杂,学生理解消化难度大,很难做到理论联系实际基础上的实际问题的高效解決,而数学建模思想可以实现复杂问题的简单化处理,将复杂的概率论与数理统计知识以直观的方式展示出来,带动学生知识的掌握与运用。本文主要就数学建模理念下,高校概率论与数理统计课程教学创新问题进行探讨,明确数学建模思想在概率论与数理统计课程中科学渗透的重要性,在此基础上明确具体的渗透路径,探明概率论与数理统计课程教学创新对策。

关键词:数学建模;高校数学;概率论与数理统计;课程改革

中图分类号:G4 文献标识码:A

数学建模,本质上是将问题作出假设并简化处理,将难以用语言描述的内容用数学符号表示出来,多表示为表达式或图表、图示,以此建立数学模型,进行模型的分析、求解、评价、检验及应用探讨。目前数学建模思想应用广泛,在概率论和数理统计课程教学中也得到了有效运用。通过复杂问题的简单处理,加深学生对抽象问题的理解,在帮助学生理解消化理论知识的同时提升其社会实践能力,让学生能自觉地学以致用。

一、数学建模思想融入概率论与数理统计课程中的重要性

作为数学学科的核心课程之一,概率论与数据里统计课程所涉及到的随机现象研究及内容方法将带动学生问题解决能力的培养,但其涉及的知识点又相对抽象与枯燥,引入数学建模思维能够实现复杂问题的简化处理,引导学生将数学知识运用到实际问题的处理中,提升学生数学素养。将数学建模思想引入概率论与数理统计课程中,可弥补传统教学不足,带来高校教师知识的更新,深化高校数学教学改革,以全新的教学思路带动学生创新性思维及创新能力的培养,也真正让学生理论联系实际,活学活用。目前,数学建模思想融入概率论与数理统计课程教学已经得到广大高校师生的认可,其可以实现复杂问题的高效解决,学生在学习知识的同时也能自主思考、主动创新,避免了概率论与数理统计课程局限于学生对公理、定义等理论知识的掌握。学生以学习主体的身份探明数学问题的来龙去脉,在主动探索中自觉记忆知识。将数学建模思想融入到概率论与数理统计课程中,通过对复杂问题的简单化、抽象化处理,消除学生课程学习的畏难情绪,且带动学生学习兴趣的提升,学生以团队的形式探究问题、解决问题,也无形中提升学生的团队配合能力。

二、数学建模思想指导下的概率论与数理统计课程教学改革

(一)基于专业特色调整教学内容

当前,高校不断扩张,生源扩大,且社会分工更明确,社会、市场对专业性人才培养需求更为迫切。概率论与数理统计课程所对应的概率数理统计专业人才也面临较大的市场缺口。在教学中不仅让学生掌握概念、公式、定理、推论等内容,也对概念形成背景、公式推导过程了然于心,实现对抽象理论知识的内化理解,做好知识的把握运用。在课程教学中,应在概念、公式、定理直观讲解的基础上,引导学生进行一些来源、背景、推导过程的分析,让学生真正意识到抽象复杂的定理背后孕育着丰富的数学文化,可以在数学文化的熏陶中感受到理论学习的乐趣。当前,概率论与数理统计课程侧重于理论教学,与专业内容的结合较少,学生高分低能的情况比较突出,无法运用所学知识解决专业领域的实际问题,这与技能型人才培养目标相背。而引入建模思想,学生关注生活中的案例,理论学习融于实际问题的解决,实现抽象知识道具效认知的转化,调动学生课程学习的兴趣。结合时政热点的教学案例也契合学生的专业成长需求,学生在解决问题的过程中感受数学学习的乐趣,也增强学生战胜困难的信心,带来学生专业实践能力、数学素养的综合提升,有效对接市场专业人才培养需求。

(二)以软件应用提升学生计算能力

在数学教学中,应让学生主动动手实操,而动手实操也应指向学生基本计算能力的培养。当前数据时代,数据海量化且处于激增状态,传统的手工计算局限较大,学生应善于利用计算软件提升计算能力,实现技术应用优势到实际问题的解决转变。借助建模思想将概率论与数理统计理论知识与海量数据的计算处理结合起来,让学生摆脱手工计算方式应用的局限,开始使用计算软件、计算工具进行计算机计算,并在课程教学中增加计算机实践教学占比,让学生用计算机软件辅助解决综合性的问题。在数学实验课题的设置上,应明确实验背景、实验目的、实验内容、实验方法等,让学生借助统计软件进行实验数据的采集、整理、计算和分析,以数据处理及应用的全流程参与,让学生掌握数学建模软件应用技巧,不断解决实际问题。

(三)不断完善课堂评价体系

概率论与数理统计课程教学时间有限,如何在紧张的课程安排中让学生真正掌握建模思想,学会用建模思维指导实际问题的解决,这就需要课堂评价体系的改良,评价强调学生的建模思想和意识的渗透,让学生在例题、习题的强化锻炼中配合课后作业的考察形式,能充分利用一切可利用的时间巩固课堂所学,并进行概率论与数理统计所学知识的拓展应用。在实际问题的解决中实现理论知识的巩固与提升。例如让学生解决男女身高测算问题,通过差异找规律,或让学生按季度推测蔬菜的销量问题,明确蔬菜市场与季节的相关关系。学生在实际问题的引导下以团结合作的方式,以数学建模思想为引导,进行概率统计数与统计分析,其作为有效的评价指标,使得人才培养真正指向能力培养,真正实现评价的激励引导。

结束语:随着数学教学的变革深入,数学建模思想在概率论与数理统计课程中的融入是教学的新趋势,既让学生掌握概率论与数理统计的相关理论知识,又自觉地以建模思想为指导,主动解决实际问题,实现复杂问题的灵活处理。而这也无形中带动学生创新思维、创新能力的培养,以学生的全面发展带来专业数学人才的培养与输出。

参考文献

[1]席进华.数学建模方法在概率论与数理统计教学中的应用[J].黑龙江科学,2020,11(23):52-53.

[2]王宏军.数学建模思想渗透于概率论与数理统计教学的实践[J].黑河学院学报,2020,11(04):100-102.

[3]张爱华,杨冬香.数学建模思想融入“概率论与数理统计”的教学改革研究[J].科教文汇(中旬刊),2019(03):80-81.

[4]国忠金,尹逊汝,李淑珍.数学建模思想在概率论与数理统计课程教学中的渗透与应用[J].泰山学院学报,2014,36(06):134-137.

课题:青岛黄海学院:“课程思政”视域下概率论课程教学设计研究(hhxyjg2118)。

作者简介:王晓燕(1977.12——),女,汉族,籍贯:山东省青岛市人,学历:本科职称:副教授,研究方向:应用数学。

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